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魔角石墨烯二层变三层,石墨烯 论文怎么写

来源:整理 时间:2022-04-09 12:40:35 编辑:教育知识 手机版

但曹元发现的通过把石墨烯两层之间旋转特定角度之后实现的超导现象属于非常规超导,这跟之前发现的铜氧化物超导体是比较类似的,都是不走寻常路的。目前来看要想实现常温超导只能不走寻常路了。曹元所发现的石墨烯超导虽然不是题目中所说的常温超导,但是意义非常重大,这很可能会成为人类实现常温超导路上的关键性一环。欢迎关注我们:科学黑洞!图片来源网络侵删。

石墨烯的常温超导形态的发现,会不会使国内投入巨大的超高压输电失去意义呢?

答:石墨烯在超低温下可以实现超导性能,但临界温度接近绝对零度,还无法实现常温超导;而且石墨烯制取技术不完善,生产成本高,未来很长一段时间内,还得以超高压输电为主。常温超导体指的是在0℃左右,实现超导性能的材料;目前超导温度最高的是铜氧超导体材料,临界温度在135K附近,在高压下临界温度为164K(-109℃),距离常温超导体还差很远。

关于石墨烯的研究,是目前最有希望获得常温超导体的途径之一;石墨烯指的是单层二维碳纳米结构,碳原子与邻近原子形成π键,键与键之间夹角为120°,类似蜂窝形状。多层石墨烯叠起来就是铅笔芯中的石墨,但是石墨烯和石墨的物理性质有着很大的差异,目前的技术难点在于,如何把单层石墨烯剥离出来。石墨烯有着许多优良的物理性质,比如石墨烯是目前已知强度最高的材料之一,有着良好的韧性,载流子迁移率是硅材料的十倍,导热性极佳,光学性能出色等等。

石墨烯十分稳定,非常适合作为宇宙空间探测器的电路材料,如果把单层石墨烯卷曲起来,就形成了碳纳米管,科学家发现,碳纳米管直径在0.7nm、温度0.00015K时,会表现出超导性能。2018年12月18日,美国麻省理工学院的博士生曹原(1996年出生),登上了《自然》杂志2018年度影响世界的十大科学人物榜首。

曹原的研究发现,两层石墨烯的堆砌角度在某些情况下表现出绝缘体,但是当堆砌角度约1.1°时,石墨烯突然转变为超导体,这一特殊角度被称作“魔角”。但是该超导特性需要在1.7K(-271.45℃)才能实现,这一发现对超导研究有着重大意义,自从铜氧超导体材料被发现以来,已经过了30多年,但是关于铜氧超导体材料的理论研究却进展缓慢。

而石墨烯中堆砌角度的微小改变,就能产生超导性能,这是以前科学界从未发现过的,意味着在超导现象中,还有着许多未被人所知的奥秘。类似的情况,是否会出现在其他超导体中还未知,这一发现极有可能为常温超导体的理论研究开创道路,甚至揭开超导体的奥秘,所以曹原的发现非常有意义。目前超导体的临界温度停滞在164K,30多年来没有任何推进,虽然石墨烯的超导现象给科学家开辟了一条新道路,但是距离常温超导体的研究还有很长的路。

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